这类浪涌保护器用于电话系统时通常叫做保安器。最早使用的就是如图4.60所示的碳精块保安器。早期电话及交换机需要保护的只有继电器及其触点、加感线圈、平衡网络以及振铃器之类的设备，要求不高。当雷电感应过电压沿着电话线传来时，该保安器经过大约600 ~ 800us延时后，在预定电压(一般额定电压为450V)下导通，把雷电流从被保护设备中转移出去。它除了保护设备、人员安全、防止火灾之外，还能保护过电压承受能力较高的机电设备，但不能保护电子设备。它的一个令人讨厌的特性，就是把输人冲击电流中大部分能量又反射回电路里去了。

    国内使用最多的是用气体放电管做的保安器，它与碳精块保安器- -样，均属于消弧型的。气体放电管能够处理高达20000A的巨大雷电流，直流点火电压初期定为250 ~350V,后来为了防止工频市电改为200 ~ 300V。该电压下限受振铃电压限制，振铃电压为90土15V,加上直流电压，最高可达165V (峰值还要高些)。当线路电阻为200Ω,再加上交换机的输人电阻，若直流点火电压低于180V,则大部分气体放电管便不能点火了。图4. 61示出我国邮电部已经定型生产的六种气体放电管保安器的电路原理，从这里可以看出保安器的发展趋势。

    图中I型仅具有过电压保护性能，只适用于电缆交接箱，而其他五种则还兼有过电流保护及告警功能，它们普遍应用在总配线架(MOF)上。由于气体放电管的响应时间较长，典型的为μs级,因此在点火之前，已有部分雷电流侵人到设备中，这对于程控交换机的保护十分不利。对此，有的采用了响应速度较快的氧化锌压敏电阻来作为保安器的主要元件。不过，这样的保安器，其重复特性还不及气体放电管保安器，多次动作后性能恶化，使用寿命较短，故在国外发达国家，大多数已改半导体放电管来做总配线架的保安器

    与气体放电管相比，尽管半导体放电管具有很多优点，但它的极间电容比气体放电管的大。

   此外，在保安器中还存在PIC的不动作电流与动作时间有矛盾，以及一、二次防护不协调等问题。因此近来又出现- -种集成块保安器，它的工作原理如图4.62所示。其特点是应用集

CLP，将过电压保护、过电流保护以及告警功能集成在同- -芯片上，通过选择适当的外线开关K1、K2和热告警开关K3，力求解决上述存在的问题，而内部电力开关K4和Ks、K6和K7则利用硅PN结的工作原理设计，其特性与半导体放电管的伏安特性一样。

    集成块保安器的动作类似于双向可控硅，具有开关性能，但双向可控硅的触发不是依赖控制电极而是由流经器件的电流调节器件内部电位分布来控制的。所有电子开关都是利用硅晶体内部的电子和空穴传输原理来进行工作的。当线路上出现低压过电流时，取样电阻R1或R2的压降增大。该压降与过电压参考值比较，即过电流检测。若超过其参考电压，门电路动作，导致线路上的电压超过伏安特性中的U80，于是PN结导通而释放电流。所以只要调节取样电阻R1和R2的大小便能控制其不动作电流大于被保护线路的最大工作电流。当线路上遇到特大电流，外线开关K1、K2断开，并在此之前由热动作开关K3动作及输出永久性告警信号。

    该保安器具有半导体放电管的所有优点，其动作速度又比PTC快百万倍，同时对于过电压、过电流保护都是采用对地短路模式，失效也呈安全的短路模式，动作稳定可靠，适用于传输速度为3MHz及以下的通信线路和设备，现在国外已在交换、传输和终端上应用了。

    用于计算机网络传输数据信息的双绞线浪涌保护器，由于计算机系统工作的信号电平很低(如5V、12V等)、传输速率高(可达100Mbps)，故应特别重视对这两方面的考虑。

    所有计算机信号浪涌保护器皆以反向偏置的半导体二极管作为主要元件。由于这类半导体二极管的耐冲击能力都不太高，通常在前端需要采取适当的“粗保护”。这类浪涌保护器的基本电路如图4.63所示。当过电压沿信号传输线传来时，由于气体放电管G的点火电压通常在150~250V，需要较高的电压和较长时间才能动作，所以在G放电前，半导体二极管D1或D2首先被击穿(其中那只管子击穿，取决于过电压的极性)，D1或D2所在支路导通，通过暂态电流。随着该电流的增大，RL支路上的压降也相应增大，该压降加在气体放电管两端，将促使其尽早放电。在G点火后，除提供- -条泄放大暫态电流的旁路通道、限制过电压、保护RL与D1和D2之外，同时还因G导通后呈低阻状态，从而产生反极性的反射波，以削弱过电压波头上升陡度，这样便防止了D1或D2上大电流引发半导体二极管的热击穿。

   为了使半导体二极管不致被过电流烧坏，保护电路上的电阻R通常按下式来估算其最小值:

         Rmin=(Us-Uc)/Is

式中: Us为信号传输线上可能出现的瞬间过电压幅值;

   Uc为半导体二极管的最大箝位电位;

Is,为半导体二极管的脉冲电流额定幅值。

   实际上，由于信号传输线上出现的瞬间过电压幅值很难确定，因此电阻R的取值往往还是凭经验。对于雪崩二二极管，该电阻可达几百甚至上千欧，而对于瞬态二极管，该电阻一般在3 ~ 10Ω，如果采用碳合成电阻，其功率为2W，而采用线绕电阻，则其功率为5- 12W,但后者的分布电感对抑制过电压的波头上升陡度非常有利。

   如果计算机系统工作电压更低，信号浪涌保护器还可以采用如图4.64所示带三级保护的基本电路。在该电路中，第一级采用三极气体放电管来泄放大部分的浪涌电流，亦即“粗保护”。第二级则利用电阻R1、电感L. 和电容C组成滤波器，用以排除干扰杂波。不过，为了简化电路分析，本图中为氧化锌压敏电阻，它可以在气体放电管动作前直接抑制过电压，保护后面的元件，而气体放电管动作后，又可对放电管的残压进行箝位，以减轻后面元件的压力。第三级采用齐纳二极管或瞬态二极管将过电压钳制在设备的安全电平。出于抑制共模干扰的目的，计算机常常采用平衡模式传输信息，在这种线路上的两路保护元件应具有相同的参数。

   当过电压沿线路传来时，压敏电阻Rz首先导通。此时Rz支路上流过大约30A的电流，其端电压约在53V左右。该电流在电阻R1上产生240V的压降，于是加在压敏电阻上的总压达到293V。这样高的电压同样作用到气体放电管上，将促使点火电压为300V的气体放电管也会迅速动作。若将齐纳二极管或瞬态二极管的最大箝位电位选定为4.7V，则流过该=二极管的电流为1..8A左右，因此在电阻Rz上将产生大约为48V的压降，这样就实现了压敏电阻、齐纳二极管或瞬态二极管，以及气体放电管三者之间的合理配合。

   由于气体放电管的响应速度不太适合信息系统防雷要求，国外开始采用半导体放电管来代替该保护电路中的气体放电管。但是半导体放电管的极间电容比气体放电管的大，再加上压敏电阻的极间电容也大，它们对于高频信号的吸收和衰减严重，从而使得信号正常传输的频带变窄，传输信号上升前沿变坏。因此采用这种信号浪涌保护器时，在其输出端应当安装一个施密特触发器，以恢复数字信号的波形。

   即便如此，也还存在着问题。计算机用浪涌保护器要求具有一定数字传输速率，它的接人不应当增加系统误码率。而该传输速率却与频带及信嗓比密切相关，对于具有理想传输特性的信息通道而言，传输速率与频带宽度有如下关系:

Us=2fG

式中: us为信息通道的传输迷率(bit/s);
  fG为频带宽度(Hz)。
   由此可见，传输速率越快，信噪比越大，频带应越宽。于是对于大多数高速计算机网络，信号浪涌保护器则只能采用反偏置半导体_二极管了，而“粗保护”不得不依靠在布线及防雷中采用其他措施来提供了。
   用于计算机网络同轴粗缆或细缆的信号浪涌保护器，它们与天馈同轴防雷器属于同--类型，而与双绞线信号浪涌保护器的主要差别在于，当过电压沿同轴信号传输线传来时，其纵向过电压实际上就是横向过电压。因而同轴电缆浪涌保护器的特性阻抗一般不能与同轴电缆的波阻抗完全匹配,当传输的前行波由同轴电缆进入浪涌保护器时，会产生波反射而造成损耗。这种损耗是因保护器插入所致，故称之为浪涌保护器的反射损耗A.,其定义为:

  Ar=20logsξ=20 logMOD(Z2-Z1)/(Z2+Z1)  

     Z2为浪涌保护器的特性阻抗;

    MOD为表示阻抗模的计算。
  工程中常用“驻波比(SWR)”这一术语来说明信号传输线的匹配情况，SWR与ξ的关系为:
  SWR=（1+|ξ|）/ （1-|ξ|）